關于FPGA芯片的故事，你知道多少呢？

除了CPU（中央處理）和GPU（圖形處理器）之外，芯片家族還有另外一名“成員”—FPGA。

比起前面兩位兄弟，F(xiàn)PGA幾乎鮮為人知，但這并不妨礙它成為民用領域和軍用領域的“寵兒”。不僅對將到來的5G通訊、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)領域有重大的潛力，就連絕大部分的大型軍用電子設備也對FPGA十分依賴。

然而就是這顆如此重要的芯片，國內能生產的廠家寥寥無幾，國外進口的FPGA占據(jù)著98%的市場份額。為何這顆芯片的普及難度就那么大呢？

什么是FPGA？

在度娘上面可知，F(xiàn)PGA全稱是Field－Programmable Gate Array（現(xiàn)場可編程門陣列），通俗一點地說就是這顆芯片允許你在上面編程。（編程）完成后就可以實現(xiàn)一個特殊的硬件加速算法，比如定位手機上的地圖。

什么？沒看懂！沒關系，我們舉個應用例子：現(xiàn)在我們使用的芯片（CPU）都是雙核、四核甚至八核/十六核的。有國外的科學家就研發(fā)出內置1000個內核的CPU（1000個內核，想想都覺得恐怖），這個CPU里面就采用了FPGA的芯片。

值得注意的是，雖然FPGA芯片的處理能力如此強大，但仍沒有普及，原因就是對FPGA芯片編程非常困難。除了賽思靈和阿爾特拉這兩家美國公司之外，因特爾、IBM、三星、東芝、飛利浦、摩托羅拉等全球60多家公司都試圖去涉足，均慘敗而歸；其中的原因就是FPGA的進門門檻太高了。

FPGA芯片的進門門檻有多高？

專利技術壁壘太高：目前為止，賽思靈和阿爾特拉、萊迪思、美高森等公司用9000多項專利構建了一道堅實的知識產權堡壘，大大地堵死了IBM等公司的追趕之路。當年英特爾耗資167億美元收購阿爾特拉，也僅僅是獲得FPGA的領域的“敲門磚”。

要知道，從上世紀80年代開始，賽靈思花費了30多年的時間積累FPGA技術和經驗，才能在該領域留下豐厚的技術和知識底蘊。

FPGA的市場偏?。喝?a target="_blank">半導體的市場總額為4000億美元/年，而FPGA僅有50億美金/年，相對狹窄的市場也加劇了激烈的競爭（市場份額難以養(yǎng)活全球的大公司），僅僅留下少數(shù)生存下來的佼佼者。

用戶對FPGA的性能要求多：芯片模擬工作是FPGA需要經常做的分場景之一，使用中要在FPGA芯片的基礎上編程，必要犧牲很多性能，以達到和CPU匹配的要求，令用戶對FPGA的性能提出更多的要求。

賽思靈、阿爾特拉等公司的FPGA芯片一直采用最先進的制程工藝（如現(xiàn)在的14/16nm工藝），再加上一些如英特爾、臺積電等掌握先進制造工藝的企業(yè)對國內IC設計公司的技術保護（限制最先進的制程工藝）；采購IP做集成可以，自主研發(fā)IC則設置各種限制。令國內企業(yè)面對高昂的制程工藝成本，失去先機無力追趕。

在國內采購IC芯片非常方便，線下采購集中在深圳華強北，線上采購主要以安芯、獵芯和芯易網(wǎng)為主。其中芯易網(wǎng)是在電子元器件分銷產業(yè)電商化趨勢下誕生的，致力于產業(yè)鏈和獨立分銷市場資源大整合，令信息更加透明化，輕資產模式解除庫存壓力。

國內生產的FPGA現(xiàn)狀

可以說，目前國內的FPGA廠商有數(shù)量沒質量，不管是有十多年自主研發(fā)經驗，并且收購了美國CSwitch公司的京微雅格，還是在軍用領域占有一席之地的國微產品，亦或是擁有萊迪思整個核心團隊的西安智多晶，都無法和賽思靈、阿爾特拉很大的差距。

這種差距不僅表現(xiàn)在硬件上，還有軟件上的。要想在FPGA領域立足，沒一套ESA工具（設計電子電路的軟件程序）可不行的。此外，市場份額也能看出國內FPGA廠商和國外的差距：全球FPGA市場的份額約為50億美元，而中國市場僅有15億美元；國內廠商在國內的占比也僅僅只有2%，更別提國外的市場競爭力了。

FPGA是“后媽的孩子”

由于普及程度還比不上CPU，F(xiàn)PGA也就顯得沒那么重要，在國內CPU和儲存芯片的研發(fā)都能獲得大量的政府經費支持，而FPGA的資金卻少得可憐。國內廠商想要獲得政府的經費非常困難，比如京微雅格在接到國家重大專項課題時，才能獲得1/3的國家撥款；更別提國微電子和同創(chuàng)國芯也付出了很大努力，才能獲得少得可憐的國家研發(fā)資金。

那么問題來了，如果國內的FPGA還沒發(fā)展起來，只能完全依賴國外特別是美國的盡快，這比如是一個隱患；如果沒有FPGA，不管是在民用應用領域還是軍事應用領域，都非任何人的福分。